Pyrogent kol produceras i stor utsträckning under ofullständig förbränning av biomassa och fossila bränslen på land. Ungefär en tredjedel av det pyrogena kolet exporteras till havet via floder, och in i det blir den eldfasta fraktionen källan till oceaniskt svart kol som kan ge en långtidssänka för atmosfärisk CO2 .
Den kemiska signaturen för svart kol i haven skiljer sig från pyrogent kol i floder. Specifikt bör okända nedbrytningar som står för förlusterna av pyrogent kol eller kol-13-anrikning av pyrogent kol existera eftersom fruktansvärt eldfast pyrogent kol passerar kustvatten. Att avslöja denna gåta är till hjälp för att verifiera rollen av oceaniskt pyrogent kol för att buffra klimatförändringarna, men det måste fortfarande klargöras.
I en studie publicerad i Journal of the American Chemical Society , Prof. Wang Fengs grupp från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) och samarbetspartnerna har identifierat en nedbrytningsprocess som kan vara en betydande bidragande orsak till nedfallet av 13 C-berikat pyrogent kol i kustsediment.
Den kustnära havsytan hyser riklig vågenergi. Vågenergiförlust genom vågbrytning är en framträdande källa till mikrodroppar av besprutat vatten på jorden. Vattenmikrodroppar har ett högt elektriskt fält vid gränsytan mellan mikrodroppar, vilket är tillräckligt för att dra ut elektroner ur hydroxidjoner.
Forskare fann att mikrodroppar i havsvatten kan koppla denna gränssnittselektronöverföringsväg med den som orsakas av kontaktelektrifiering vid mikrodroppar vatten-kol-gränssnitt för att påskynda nedbrytning av eldfast pyrogent kol. Denna elektrokemiska nedbrytningsprocess kan leda till en stor fraktionering av stabila kolisotoper och förklara avsättningen av eldfast pyrogent kol.
Dessutom föreslog forskare en hypotes att återsuspensionen av sådant avsatt eldfast pyrogent kol skulle kunna fungera som en källa till 13 C-berikat svart kol i det öppna havet. De indikerade att med intensifierad vågenergi på grund av antropogen global uppvärmning, kräver den kemiska effekten av havsvattenmikrodroppar i den marina kolcykeln mer uppmärksamhet.
Mer information: Ruolan Zhang et al, Pyrogenic Carbon Degradation by Galvanic Coupling with Sprayed Seawater Microdroplets, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c00290
Journalinformation: Tidskrift för American Chemical Society
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
